在民航运输中,飞行员作为飞机的直接操纵者,其决策及操作行为直接影响飞行安全。而当飞行员处于疲劳状态时,容易产生错误判断,操作能力下降,甚至最终酿成严重的飞行事故,威胁航空安全。通过监测飞行员疲劳程度可以提高对疲劳现象的重视,为合理安排人员执勤时间和休息时间提供依据,从而避免和减少因飞行员疲劳导致的不安全事件、事故征候和事故的发生。首先,在分析现有疲劳检测方法的原理、优缺点的基础上,提出了优化算法,在传统的精神运动警觉性测量方法的基础上,不仅考虑反应时间,更加入了准确操作数的考量,设计开发了一种搭载于智能便携终端的警觉性自测系统。其次,为了验证警觉性自测系统的有效性和确立参数,招募35名已完成模拟飞行课程的飞行学员进行实验,实验分为早中晚三个阶段重复进行,内容为简单模拟飞行,在实验前后进行警觉性测量,实验全程佩戴心率变异性检测仪器。分析数据发现警觉性自测系统的测量结果与卡罗林斯卡嗜睡量表相关,与心率变异性指标相关。最后,通过设计持续时间长、航段数多的模拟飞行实验,诱发警觉性变化,在飞行前后用警觉性自测系统探究在长时任务诱发下警觉性的变化情况,并探究长时任务初期和后期的飞行操作绩效的变化情况。发现随着任务时间持续,警觉性下降,飞行操作绩效下降。本文通过分析和实验,设计了基于警觉性的疲劳程度自测系统并验证其有效性,探究了随着警觉性变化,飞行操作绩效的变化情况。基于警觉性的疲劳程度自测系统可以随时随地测量警觉性,帮助飞行员和航空公司调度部门掌握人员疲劳程度的具体数据,为合理安排人员工作和预防疲劳提供数据支持。